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关节置换术后金属过敏的诊治难点与对策
作者：上海交通大学医学院附属第九人民医院 戴尅戎 来源：COA大会骨科教程 日期：2012-11-22
　　关节置换术失败的最主要原因是假体松动。目前已确知感染、假体磨损颗粒引起骨溶解、人工关节设计或选择不合理、手术方法不当是导致假体松动的常见原因。然而，临床上仍有一部分因假体松动而失败的病例，找不到任何确定原因，但在二次翻修手术时病理组织学检查发现假体周围组织有淋巴、巨噬细胞浸润，纤维蛋白渗出，组织坏死等类似过敏和变态反应的特征。因此，临床医生设想这可能是由于机体对人工关节释放的金属离子过敏所致。关节置换术后金属过敏反应在临床上较为少见，一旦发生往往导致严重的不良后果，给患者带来极大痛苦。在欧洲，所有使用金属相人工关节的患者当中，约有1%-2%发生金属过敏反应，如果人工关节的合金成分包含了钴、铬、钼，那么金属过敏反应的发病率可上升到5%。
　　目前关节置换术后金属过敏反应的发病机制并不十分明确，通常认为与局部的Ⅳ型变态反应有关。金属相的人工关节假体植入高敏体质患者体内，其中金属成分由于磨损或腐蚀释放出金属离子，形成半抗原，继而与体内蛋白结合成完全抗原，最后产生过敏反应。但由于人工关节植入部位较深，即便发生过敏反应，早期往往较难发现。一旦过敏反应进一步加重，周围组织变性坏死，导致局部疼痛、肿胀，严重者甚至导致骨坏死，此时往往只能再次手术翻修。而此时如仍未发现病人为金属过敏患者，而再次使用同种材料假体，则将重蹈失败。所以，植入金属人工关节材料前早期判断患者具金属高敏体质、植入后及早明确金属过敏诊断，准确鉴别金属过敏和假体感染，积极治疗金属过敏，有重要的临床意义和研究价值。
　　目前临床上通常使用的人工关节金属材料主要有: 不锈钢、钴铬钼合金及钛基合金，其中能够导致金属过敏的成分主要为镍、钴、铬。镍在不锈钢中含20%，是金属过敏原中最常见的一种。对镍过敏的患者植入不锈钢时，发生金属过敏的反应可能性较大。但在钴铬钼合金中，因镍的含量很少而可能并不产生反应。与镍相比，钴是一种不太常见的过敏原。但是有文献报道，患者在植入钴铬钼合金后，一旦发生过敏反应，合并假体松动的可能性较大。另外，在某些钴铬钼基合金中，金属铬的含最高可达30%，尽管它本身并不是一种过敏原，但当它被氧化成6价的铬盐时，则变为一种可能的过敏原。
　　一份完整的病史往往能指导临床人工关节的选择。对于曾有过敏史的患者，既往的皮肤病或者其他过敏症的用药史能够提示金属过敏反应的存在。另外，对于可疑的对金属敏感的病人，应当建议其赴皮肤科做金属过敏检测。斑贴试验和白细胞移动抑制试验是目前诊断金属过敏反应的两种最常用方法。另外，皮肤划痕贴敷试验、淋巴细胞转化试验可作为上述两种方法的补充。由于斑贴试验的假阳性率很高，而金属植入物产生过敏反应的发生率很低，并且存在着在斑贴试验中引起过敏反应的危险，故当前仍不提倡将术前斑贴试验作为人工关节置换术前常规的临床金属过敏筛查手段。
　　结合病史和多项金属过敏检查发现的高危患者，通过使用陶瓷对聚乙烯或陶瓷对陶瓷的人工关节假体，特殊患者可以对金属柄进行钛涂层处理并且使用骨水泥固定，金属过敏反应的危险性将会大大降低。因本病临床较为少见，早期症状又不典型，即使到后期伤口溃破、组织坏死、局部肿胀时，也极易被误认为是伤口感染、脂肪液化、异物存留或是一般性组织坏死，从而延误治疗。因此，临床应注意鉴别，若是行金属对金属人工关节置换术后切口不愈合、延迟愈合或愈合后又形成窦道或包块、无明显全身反应，无局部疼痛、肿胀和人工假体松动、应用抗生素无效、细菌培养为阴性、病理检查为异物性肉芽组织者，均应考虑金属过敏反应的可能，应详细询问发病前佩带耳环、戒指、手表时是否有接触部位皮肤过敏或其他不适，必要时可做斑贴实验和白细胞移动抑制试验进一步确诊。
　　金属过敏与假体感染的鉴别是临床上的难点。关节置换术后早期急性感染大多在术后2周以内，较少出现在术后2周甚至更久以后。初次关节置换患者金属过敏也可发生在术后5-20天，与感染的起病时间相仿，但也有部分患者的金属过敏症状发生在数月甚至数年之后。翻修手术时如再次植入同类人工关节，发生金属过敏的时间则相对晚些。早期急性感染患者常有发热等全身症状，局部症状常表现为假体周围疼痛、红肿、压痛等，鉴别较容易。亚急性感染、隐匿性感染患者一般术后较为平稳，伴关节功能恢复不良，关节周围轻度肿胀，常有休息痛或夜间痛，这种疼痛不会像急性感染那样随着负重、运动范围和承重加大而增加，这与金属过敏相似，常难以鉴别，可出现湿疹样皮炎、荨麻疹、脉管炎、多形性红斑等皮肤病变，邻近假体处的皮肤较明显。血清学检查往往能够提示感染，红细胞沉降率(ESR)和C-反应蛋白(CPR)是诊断术后感染的敏感指标，但需注意部分金属过敏患者也可能出现CPR和ESR增高，所以二者升高不能作为鉴别感染和金属过敏的特异性指标。术前或术中关节液的特征，细菌培养和白细胞计数是目前相对准确的鉴别手段。当伤口渗液或穿刺液细菌培养阳性、周围血白细胞计数>1.7×109/L，基本上可确定为感染。
　　再者，金属过敏患者局部病理组织学检查可发现假体周围组织有淋巴、巨噬细胞浸润，纤维蛋白渗出，组织坏死等特征；免疫组化分析常发现T淋巴细胞和B淋巴细胞阳性，而假体感染则无上述表现。穿刺液检测金属离子浓度可高于104/ml。另外，Ⅳ型变态反应相关指标的升高也可提示金属过敏，粒/巨噬细胞集落刺激因子 (GM-CSF) 如白介素-3和白介素-6均可表现升高。结合临床特点，综合分析血清学检查、关节液检查、术中病理、免疫组化分析，是准确鉴别金属过敏和假体感染的关键。
　　对于金属过敏的治疗方法，目前文献报道的均为个案病例，需谨慎鉴别。较为多见的治疗方案为：术中尽量清除炎性组织，并考虑更换生物相容性较好的内固定材料，如钛质材料、陶瓷对陶瓷或陶瓷对聚乙烯人工假体等，并对人工假体的金属暴露部分进行钛或其他涂层处理，假体插入骨髓腔的部分采用骨水泥固定。术后除应用抗生素和糖皮质激素外，还应适当应用抗组胺类药物治疗。
　　总之，在关节置换术前，特别是翻修手术之前，应注意排除金属过敏。对于金属过敏，最好的办法仍是预防。术前详细询问过敏史和必要时金属过敏检测是发现患者金属高敏体质的重要手段。准确鉴别假体感染和金属过敏更是翻修手术前的重要步骤。通过联合检查能够提高诊断的敏感性和特异性。疑有金属过敏的患者，应从严掌握手术指征，并结合对致敏金属的分析，选择适当的假体。对由于金属过敏所行的二次翻修手术，选择非金属相人工假体，金属暴露部分涂层或聚乙烯包裹，骨水泥固定，以及术后联合用药，是降低金属过敏发生率的关键。